CN214751220U - 显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种显示面板及显示装置，显示面板包括彩膜基板、阵列基板以及位于彩膜基板与阵列基板之间的混合液晶层，阵列基板上设有反射电极和像素电极，彩膜基板上设有公共电极，混合液晶层包括相互混合的液晶分子和染料液晶分子，染料液晶分子的长轴能够吸收光线且与液晶分子的长轴保持平行，在初始状态时，液晶分子和染料液晶分子均平行于彩膜基板和阵列基板，且靠近彩膜基板一侧的液晶分子和染料液晶分子的长轴与靠近阵列基板一侧的液晶分子和染料液晶分子的长轴所成夹角至少为90°。本实用新型无需使用偏光片就能实现的正常显示，而且也无需使用1/4波片就能实现反射模式和透射模式，减少了制程难度、液晶盒厚以及制作成本。

Description

显示面板及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示器技术领域，特别是涉及一种显示面板及显示装置。

背景技术

目前，液晶显示装置(Liquid Crystal Display：简称LCD)以其优异的性能与成熟的技术成为市场上的主流产品。液晶显示装置根据光源类型加以分类，可以分为透射式(trans missive)、反射式(reflective)和透反式(trans flective，也称为半透射半反射式)。

液晶显示装置主要包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，二者之间填充液晶。现有的反射式液晶显示装置和透反式液晶显示装置均可以应用于户外，以便充分利用环境光，即将外界光进行反射，以获得显示图像所需的全部(反射式)或部分光源(透反式)。其中，反射式液晶显示装置和透反式液晶显示装置均具有多个像素区，每个像素区域包括多个子像素区。在反射式显示装置中，每个子像素区域就是一个反射区；在透反式显示装置中，每个子像素区域包括透射区和反射区。

但是，现有的透反射式的显示装置在透射区和反射区需要设置不同盒厚来使得光程差一致，此外上下偏光板均需要加上额外1/4波片来改变入射光与出射光之偏振状态，而且透反射式的显示装置还需要设置两个透光相互垂直的偏光片，从而使得在透射时能够控制子像素的灰阶，这会造成制程困难、液晶盒厚增加以及成本上升。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种显示面板及显示装置，以解决现有技术中透反射式的显示装置制程困难、液晶盒较厚以及制作成本高的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

本实用新型提供一种显示面板，包括彩膜基板、与该彩膜基板相对设置的阵列基板以及位于该彩膜基板与该阵列基板之间的混合液晶层，该阵列基板上设有反射电极和像素电极，该彩膜基板上设有与该反射电极和该像素电极配合的公共电极，该显示面板在与该反射电极相对应的区域形成反射区，该显示面板在与该像素电极对应的区域形成透射区，该混合液晶层包括相互混合的液晶分子和染料液晶分子，该染料液晶分子的长轴能够吸收光线且与该液晶分子的长轴保持平行，在初始状态时，该液晶分子和该染料液晶分子均平行于该彩膜基板和该阵列基板，且靠近该彩膜基板一侧的该液晶分子和该染料液晶分子的长轴与靠近该阵列基板一侧的该液晶分子和该染料液晶分子的长轴所成夹角至少为90°。

进一步地，该阵列基板在朝向该混合液晶层的一侧上由多条扫描线和多条数据线相互绝缘交叉限定形成多个像素单元，每个像素单元内均设有薄膜晶体管，每个像素电极对应一个该像素单元，该像素电极通过邻近该像素电极的该薄膜晶体管与对应的扫描线和数据线电性连接。

进一步地，每个反射电极对应一个该像素单元，该反射电极通过邻近该反射电极的该薄膜晶体管与对应的扫描线和数据线电性连接。

进一步地，该反射电极的大小小于或等于该像素电极的大小。

进一步地，该彩膜基板上设有与该像素电极对应的色阻层、与该反射电极对应的空白区以及黑矩阵。

进一步地，该黑矩阵将多个该色阻层之间以及该色阻层与该空白区之间相互间隔开，三列该色阻层和一列该空白区呈周期性交替排列。

进一步地，该黑矩阵将多行该像素单元间隔开，一列该色阻层和一列该空白区呈周期性交替排列且相互接触。

进一步地，该反射电极与该扫描线和该数据线相对应并将多个像素单元间隔开。

进一步地，该彩膜基板上设有与该像素电极对应的色阻层以及与该反射电极对应的空白区，该空白区将多个该色阻层之间相互间隔开。

本实用新型还提供一种显示装置，包括如上所述的显示面板。

本实用新型有益效果在于：通过在液晶分子中混合染料液晶分子，液晶分子和染料液晶分子均平行于彩膜基板和阵列基板进行配向，且靠近彩膜基板一侧的液晶分子和染料液晶分子的长轴与靠近阵列基板一侧的液晶分子和染料液晶分子的长轴所成夹角至少为90°，从而使得无需使用偏光片就能实现的正常显示，而且也无需使用1/4波片就能实现反射模式和透射模式，减少了制程难度、液晶盒厚以及制作成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中阵列基板的平面结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中彩膜基板的平面结构示意图；

图3是本实用新型实施例一中显示面板在初始状态时的截面结构示意图；

图4是本实用新型实施例一中显示面板在透射模式时的截面结构示意图；

图5是本实用新型实施例一中显示面板在反射模式时的截面结构示意图；

图6是本实用新型实施例二中阵列基板的平面结构示意图；

图7是本实用新型实施例二中彩膜基板的平面结构示意图；

图8是本实用新型实施例三中彩膜基板的平面结构示意图；

图9是本实用新型实施例三中反射电极的平面结构示意图；

图10是本实用新型中显示装置的平面结构示意图之一；

图11是本实用新型中显示装置的平面结构示意图之二。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的显示面板及显示装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

[实施例一]

图1是本实用新型实施例一中阵列基板的平面结构示意图，图2是本实用新型实施例一中彩膜基板的平面结构示意图，图3是本实用新型实施例一中显示面板在初始状态时的截面结构示意图，图4是本实用新型实施例一中显示面板在透射模式时的截面结构示意图，图5是本实用新型实施例一中显示面板在反射模式时的截面结构示意图。

如图1至图5所示，本实用新型实施例一提供的一种显示面板，包括彩膜基板10、与彩膜基板10相对设置的阵列基板20以及位于彩膜基板10与阵列基板20之间的混合液晶层30。

混合液晶层30包括相互混合的液晶分子31和染料液晶分子32，染料液晶分子32的长轴能够吸收光线且与液晶分子31的长轴保持平行，即染料液晶分子32的长轴与液晶分子31的长轴始终保持平行。

本实施例中，混合液晶层30中的液晶分子31为正性液晶分子(介电各向异性为正的液晶分子)，如图3所示，在初始状态时，混合液晶层30中的液晶分子31和染料液晶分子32处于平躺姿态并平行于彩膜基板10和阵列基板20，靠近彩膜基板10一侧的液晶分子31和染料液晶分子32的长轴与靠近阵列基板20一侧的液晶分子31和染料液晶分子32的长轴所成夹角至少为90°。优选地，靠近彩膜基板10一侧的液晶分子31和染料液晶分子32的长轴与靠近阵列基板20一侧的液晶分子31和染料液晶分子32的长轴所成夹角为90°，即混合液晶层30中的液晶分子31和染料液晶分子32从下至上呈扭曲180°的状态，以形成TN显示模式。可以理解地是，本实施例中需要在彩膜基板10和阵列基板20朝向混合液晶层30的一侧均设置配向层，以对混合液晶层30中的液晶分子31和染料液晶分子32进行配向。当然，在其他实施例中，混合液晶层30中的液晶分子31和染料液晶分子32从下至上呈扭曲180°的状态，以形成STN(超扭曲)显示模式。

本实施例中，染料液晶分子32采用正染料液晶分子，正染料液晶分子长轴的吸光能力大于短轴的吸光能力，正染料液晶分子具有长轴吸收光的能力强，短轴吸收光的能力很弱的特性，正染料液晶分子能够吸收与其长轴平行的光线，而且对平行于其短轴的光线几乎不会吸收。在初始状态时，染料液晶分子32处于平躺且扭曲90°状态，其具有较强的吸光能力，即在初始状态时显示面板呈黑态。其中，染料液晶分子32可以采用黑色染料液晶分子或紫黑色染料液晶分子，染色液晶分子32可由液晶分子进行染色制得，但不能在电场内进行偏转，需要液晶分子31带着染料液晶分子32在电场内转动。当然，其他实施例中，染料液晶分子也可以为负染料液晶分子，负染料液晶分子长轴的吸光能力小于短轴的吸光能力，即负染料液晶分子具有长轴吸收光的能力弱，短轴吸收光的能力很强的特性，从而使得显示面板在初始状态时为亮态。

阵列基板20上设有反射电极21和像素电极22，彩膜基板10上设有与反射电极21和像素电极22配合的公共电极13，反射电极21和像素电极22均可以与公共电极13形成竖直电场。公共电极13优选为整面覆盖彩膜基板10面状电极。显示面板在与反射电极21相对应的区域形成反射区R，显示面板在与像素电极23对应的区域形成透射区T，通过控制施加在反射电极21和像素电极22电压可以实现反射模式和透射模式的相互切换以及在反射模式和透射模式时的画面显示。

如图1所示，阵列基板20在朝向混合液晶层30的一侧上由多条扫描线1和多条数据线2相互绝缘交叉限定形成多个像素单元P，每个像素单元P内均设有薄膜晶体管3，每个像素电极22对应一个像素单元P，像素电极22通过邻近像素电极22的薄膜晶体管3与对应的扫描线1和数据线2电性连接。

本实施例中，每个反射电极21也对应一个像素单元P，反射电极21通过邻近反射电极21的薄膜晶体管3与对应的扫描线1和数据线2电性连接。即反射电极21与像素电极22均为对应像素单元P的块状结构，每个反射电极21与像素电极22上均可施加对应的灰阶电压。其中，薄膜晶体管3包括栅极、有源层、漏极以及源极，栅极与扫描线1位于同一层并电性连接，栅极与有源层通过栅极绝缘层隔离开，源极与数据线2电性连接，漏极与像素电极22或像素电极22电性连接。像素电极22用于控制在透射模式时的画面显示，反射电极21用于控制在反射模式时的画面显示。

进一步地，反射电极21的大小小于或等于像素电极22的大小。本实施例中，反射电极21的大小等于像素电极22的大小，即反射电极21与像素电极22的面积相等，反射电极21与像素电极22的长和宽相等。当然，在其他实施例中，反射电极21的大小可以小于像素电极22的大小，以减小对透射模式时的分辨率的影响。

进一步地，反射电极21朝向混合液晶层30一侧的表面可以为光滑的表面，以实现镜面反射，当然，反射电极21朝向混合液晶层30一侧的表面可以为凹凸不平的表面，以实现漫反射。其中，反射电极21可以一层结构，即既能实现反射光线，又可以与数据线2电性连接以施加灰阶信号，当然，反射电极21也可以为两层结构，一层由反射金属制成并用于反射光线，另一层有透明金属制成并用于施加灰阶信号，例如可以在透明金属的表面镀一层反射膜，当然，反射金属层和透明金属层也可以位于不同层并间隔开。

本实施例中，如图2所示，彩膜基板10上设有与像素电极22对应的色阻层121、与反射电极21对应的空白区122以及黑矩阵11，黑矩阵11将多个色阻层121之间以及色阻层121与空白区122之间相互间隔开。三列色阻层121和一列空白区122呈周期性交替排列，三列色阻层121包括一列红色色阻、一列蓝色色阻以及一列绿色色阻。即色阻层12包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的色阻材料，并对应形成红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的像素单元P，每一个颜色的色阻材料对应一个像素单元P，相同列的色阻层121为相同的颜色。空白区122无需设置色阻层121，可以使用透明的材质填充，例如绝缘层材料和平坦层材料。当然，在其他实施例中，反射区R和透射区T对应的区域均可使用色阻层121填充，优选一列反射区R和一列透射区T相互交替排列，其色阻层121的颜色排列例如为一列红(R)、一列红(R)、一列绿(G)、一列绿(G)、一列蓝(B)、一列蓝(B)依次排列并呈周期性排列，从而使得在反射模式时，可以利用外环境光显示彩色画面，这会对透射模式的分辨率造成较大影响，但并不排除此实施方式。当然，关于色阻层121颜色的排列顺序可以参考现有技术，并不以此为限。

其中，彩膜基板10和阵列基板20可以用玻璃、丙烯酸和聚碳酸酯等材料制成。公共电极13和像素电极22的材料可以为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等，反射电极21为铝(AL)、银(Ag)等具备较好反射率的材料。

如图4所示，在透射模式时，公共电极13上施加公共电压，像素电极22施加对应的灰阶电压，像素电极22与公共电极13之间形成压差并产生竖直电场，使液晶分子31带着染料液晶分子32在竖直方向上朝着平行于竖直电场的方向偏转，灰阶电压包括0～255级灰阶电压，像素电极22施加不同的灰阶电压时，透射区T对应的像素单元P呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示装置在透射模式下的正常显示。同时，反射电极21不施加电压，反射区R对应的液晶分子31和染料液晶分子32不发生偏转，反射区R对应的像素单元呈暗态呈黑色。

如图5所示，在反射模式时，公共电极13上施加公共电压，反射电极21施加对应的灰阶电压，反射电极21与公共电极13之间形成压差并产生竖直电场，使液晶分子31带着染料液晶分子32在竖直方向上朝着平行于竖直电场的方向偏转，灰阶电压包括0～255级灰阶电压，反射电极21施加不同的灰阶电压时，反射区R对应的像素单元P呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示装置在反射模式下的正常显示。同时，像素电极22不施加电压，透射区T对应的液晶分子31和染料液晶分子32不发生偏转，透射区T对应的像素单元呈暗态呈黑色。

本实施例中，由于反射区R对应的空白区122使用透明的材质填充，因此，反射模式时显示的是黑白画面。在其它实施例中，反射区R对应的空白区122也可以使用色阻层填充，此时，反射模式时显示的是彩色画面。

[实施例二]

图6是本实用新型实施例二中阵列基板的平面结构示意图，图7是本实用新型实施例二中彩膜基板的平面结构示意图。

如图6和图7所示，本实用新型实施例二提供的显示面板与实施例一(图1至图5)中的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，彩膜基板10上设有与像素电极22对应的色阻层121、与反射电极21对应的空白区122以及黑矩阵11，黑矩阵11将多行像素单元P间隔开，一列色阻层121和一列空白区122呈周期性交替排列且相互接触，相互邻近的三列色阻层121包括一列红色色阻、一列蓝色色阻以及一列绿色色阻。本实施例中，上下相邻的两行像素单元P之间通过黑矩阵11间隔开，而左右相邻的两列像素单元P之间没有设置黑矩阵11，即相邻的一列色阻层121和一列空白区122之间没有设置黑矩阵11，一列色阻层121和一列空白区122是直接接壤的。在反射模式时，透射区T对应的像素单元P为暗态呈黑色，可以以充当黑矩阵使用，而在透射模式时，反射区R对应的像素单元P为暗态呈黑色，也可以充当黑矩阵使用，从而可以减少黑矩阵11的用料以及提高显示面板的开口率。

进一步地，反射电极21的大小可以小于像素电极22的大小，反射电极21和像素电极22的长度相同，但是反射电极21的宽度小于像素电极22的宽度。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

[实施例三]

图8是本实用新型实施例三中彩膜基板的平面结构示意图，图9是本实用新型实施例三中反射电极的平面结构示意图。如图8和图9所示，本实用新型实施例三提供的显示面板与实施例一(图1至图5)中的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，反射电极21与扫描线1和数据线2相对应并将多个像素单元P间隔开，即反射电极21为整面的结构并在对应像素单元P设有开口，像素电极22位于开口内，反射电极21的结构与实施例一中黑矩阵11的结构相同。反射电极21整面施加反射电压，所有的反射区R只能在反射态和暗态切换，反射电极21也无需通过薄膜晶体管3与扫描线1和数据线2电性连接。

进一步地，彩膜基板10上设有与像素电极22对应的色阻层121以及与反射电极21对应的空白区122，空白区122将多个色阻层121之间相互间隔开。

本实施例中，反射电极21朝向混合液晶层30一侧的表面为光滑的表面，在反射模式时，可以充当反光镜使用，但反射电极21不能控制反射区R显示画面。而且透射模式时，反射区R完全充当黑矩阵11使用，从而无需要在彩膜基板10上设置黑矩阵11。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

本实用新型还提供一种显示装置，包括如上所述的显示面板。

图10与图11为本实用新型实施例中显示装置的平面结构示意图，请参图10和图11，该显示装置设有模式切换按键40，用于供用户向该显示装置发出模式切换请求。模式切换按键40可以是实体按键(如图10所示)，也可以为软件控制或者应用程序(APP)来实现切换功能(如图11所示，例如通过滑动条来设定透射模式或反射模式)。当用户需要在透射模式与反射模式之间切换时，可以通过操作模式切换按键40向该显示装置发出模式切换请求，最终由驱动芯片50控制施加在反射电极21和像素电极22上的电信号，该显示装置即可以实现反射模式和透射模式之间的切换，切换为反射模式时，其驱动方法采用反射模式对应的驱动方法，切换为透射模式时，其驱动方法采用透射模式对应的驱动方法。因此本实用新型实施例的显示装置具有较强的操作灵活性和方便性。

在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括彩膜基板(10)、与该彩膜基板(10)相对设置的阵列基板(20)以及位于该彩膜基板(10)与该阵列基板(20)之间的混合液晶层(30)，该阵列基板(20)上设有反射电极(21)和像素电极(22)，该彩膜基板(10)上设有与该反射电极(21)和该像素电极(22)配合的公共电极(13)，该显示面板在与该反射电极(21)相对应的区域形成反射区(R)，该显示面板在与该像素电极(22)对应的区域形成透射区(T)，该混合液晶层(30)包括相互混合的液晶分子(31)和染料液晶分子(32)，该染料液晶分子(32)的长轴能够吸收光线且与该液晶分子(31)的长轴保持平行，在初始状态时，该液晶分子(31)和该染料液晶分子(32)均平行于该彩膜基板(10)和该阵列基板(20)，且靠近该彩膜基板(10)一侧的该液晶分子(31)和该染料液晶分子(32)的长轴与靠近该阵列基板(20)一侧的该液晶分子(31)和该染料液晶分子(32)的长轴所成夹角至少为90°。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该阵列基板(20)在朝向该混合液晶层(30)的一侧上由多条扫描线(1)和多条数据线(2)相互绝缘交叉限定形成多个像素单元(P)，每个像素单元(P)内均设有薄膜晶体管(3)，每个像素电极(22)对应一个该像素单元(P)，该像素电极(22)通过邻近该像素电极(22)的该薄膜晶体管(3)与对应的扫描线(1)和数据线(2)电性连接。

3.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，每个反射电极(21)对应一个该像素单元(P)，该反射电极(21)通过邻近该反射电极(21)的该薄膜晶体管(3)与对应的扫描线(1)和数据线(2)电性连接。

4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，该反射电极(21)的大小小于或等于该像素电极(22)的大小。

5.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，该彩膜基板(10)上设有与该像素电极(22)对应的色阻层(121)、与该反射电极(21)对应的空白区(122)以及黑矩阵(11)。

6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，该黑矩阵(11)将多个该色阻层(121)之间以及该色阻层(121)与该空白区(122)之间相互间隔开，三列该色阻层(121)和一列该空白区(122)呈周期性交替排列。

7.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，该黑矩阵(11)将多行该像素单元(P)间隔开，一列该色阻层(121)和一列该空白区(122)呈周期性交替排列且相互接触。

8.根据权利要求2所述的显示面板，其特征在于，该反射电极(21)与该扫描线(1)和该数据线(2)相对应并将多个像素单元(P)间隔开。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，该彩膜基板(10)上设有与该像素电极(22)对应的色阻层(121)以及与该反射电极(21)对应的空白区(122)，该空白区(122)将多个该色阻层(121)之间相互间隔开。

10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的显示面板。

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